Dinâmica molecular fine-grained e coarse-grained de líquidos iônicos e sistemas de matéria macia

• Autor(a) principal: Souza, Rafael Maglia de
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-09022021-152203/
• topic: Coarse-grained; Coarse-grained; Dinâmica molecular; Fine-grained; Fine-grained; Ionic liquids; Líquidos iônicos; Matéria macia; Molecular dynamics; Soft matter

Em mecânica molecular, modelos coarse-grained mapeiam um conjunto de átomos em um único sítio de interação. Essa redução do número de graus de liberdade do sistema diminui o custo computacional das simulações e permite o estudo de sistemas em uma ampla escala espaço-temporal. Neste contexto, a tese apresenta extensões e aplicações do campo de força coarse-grained ELBA para os seguintes sistemas de matéria macia: micelas, bicelas, micelas reversas e aminoácidos. Os resultados mostram que ELBA descreve uma série de propriedades geométricas, termodinâmicas e de transporte dos agregados anfifílicos, em boa concordância com simulações fine-grained (atomísticas) ou experimentos. Nesta tese também é apresentado um modelo coarse-grained top-down para o líquido iônico de 1-etil-3-metil-imidazólio tetracianoborato, calibrado para reproduzir dados experimentais de densidade, viscosidade e coeficientes de difusão das espécies iônicas em função da temperatura. O modelo coarse-grained complementa o estudo de dinâmica molecular fine-grained realizado para o mesmo líquido iônico, pensado como meio eletrolítico de baterias de íon sódio ou potássio. Nas simulações fine-grained, foram avaliadas propriedades termodinâmicas e de transporte deste eletrólito em diferentes quantidades de sais de sódio ou potássio e moléculas de polietilenoglicol (PEO6). As melhores condições do eletrólito (maiores condutividades iônicas e menores viscosidades) ocorreram em baixas quantidades do íon de metal alcalino e PEO6.